JPH11170817A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 氷雪路面での走行性能及び耐偏摩耗性を向上
させた空気入りタイヤを提供すること。 【解決手段】 ブロック１８に、深さ方向にジグザグ状
に延びる振幅変化ジグザグサイプ２０をタイヤ周方向に
複数形成する。振幅変化ジグザグサイプ２０は、長手方
向一端側で振幅を小、他端側で振幅を大とし、大振幅側
と小振幅側とがタイヤ周方向に交互に並ぶように振幅変
化ジグザグサイプ２０を配置する。ブロック１８が接地
すると、互いに向かい合う振幅変化ジグザグサイプ壁面
同士が接触して小ブロック１８Ａの倒れ込み変形を抑制
するが、振幅を変化させると接地したブロック１８内に
各小ブロック１８Ａが互い違いに動こうとする力が発生
し、その力が振幅変化ジグザグサイプ壁面の接触面に作
用して小ブロック１８Ａの倒れ込み変形をより一層抑制
し、従来よりも氷雪路面での走行性能及び耐偏摩耗性が
向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空気入りタイヤに係
り、特に、氷雪路面上での走行性能に優れた空気入りタ
イヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】スパイクタイヤの使用禁止に伴い、より
優れた走行性能を有するスタッドレスタイヤを求めて種
々の改良がなされている。

【０００３】このスタッドレスタイヤにほぼ共通する特
徴として、そのトレッド表面が多数のブロックに区分さ
れ、ブロックの各々には深さ方向に直線的に延びる横向
きのサイプが多数施されている。

【０００４】このように多数のブロックを設けることに
よって雪上におけるグリップの向上を狙い、サイプによ
るブロックの細分化は、その細部化によって形成された
多数の小ブロックの角部（いわゆるエッジ）により氷上
摩擦係数（氷上μ）の向上（エッジ効果）を狙ってい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、高い氷上摩擦
係数を狙うには、サイプの本数を増加させる必要があ
る。しかし、サイプ本数を増加させると、ブロック剛性
の低下に伴い接地性が悪化し、それほどの効果は望めな
い。しかも、接地性の悪化により偏摩耗（ヒール・アン
ド・トゥ摩耗）が発生する問題がある。

【０００６】本発明は上記事実を考慮し、氷雪路面での
走行性能及び耐偏摩耗性を向上させた空気入りタイヤを
提供することが目的である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】ところで、サイプ本数を
増加させたことにより接地性が悪化するのは、ブロック
の曲げ変形量が大きくなるからである。サイプを深さ方
向にジグザグ形状にすると、ブロックの変形を抑制でき
ることが分かっているが、発明者が種々の試作試験を重
ねた結果、サイプの振幅を変化させることによりブロッ
クの曲げ変形をより一層抑制できることが判明した。

【０００８】発明者は、長さ３０mm、幅２０mm、高さ１
０mmとされた各々サイプの形状の異なるゴム製のブロッ
クを３種類試作し、ブロック変形試験を行った。

【０００９】ここで、図４に示すように、第１のブロッ
ク１００には、ブロック幅方向（矢印Ｌ方向及び矢印Ｒ
方向）に直線状に延び、かつ深さ方向（矢印Ｄ方向）に
も直線状に延びるストレートサイプ１０２がブロック長
手方向に等間隔で４本形成されている。

【００１０】図５に示すように、第２のブロック１０４
には、ブロック幅方向に直線状に延び、振幅一定で深さ
方向にジグザグ状に延びる振幅一定ジグザグサイプ１０
６がブロック長手方向に等間隔で４本形成されている。
なお、振幅一定ジグザグサイプ１０６の振幅は１mmであ
る。

【００１１】また、図２に示すように、第３のブロック
１８には、ブロック幅方向に直線状に延び、深さ方向に
ジグザグ状に延びる振幅変化ジグザグサイプ２０がブロ
ック長手方向に等間隔で４本形成されているが、この振
幅変化ジグザグサイプ２０は、長手方向一端側で振幅が
小、他端側で振幅が大とされ、ブロック１８には、大振
幅側と小振幅側とがサイプ配置方向（ブロック長手方
向）に沿って交互に並ぶように振幅変化ジグザグサイプ
２０が形成されている。なお、振幅変化ジグザグサイプ
２０の振幅は、一端側で０．５mm、他端側で１．５mmで
ある。

【００１２】試験は、氷の円盤上にブロックを２．５kg
f/cm² で平押し、ブロック接地部分が時速２０km/hとな
るように氷の円盤を回転させ、側方からブロックの接地
部の平均変位を測定した。

【００１３】結果は、図６のグラフに示すように、スト
レートサイプ１０２の施されたブロック１００の平均変
位が６mm、振幅一定ジグザグサイプ１０６の施されたブ
ロック１０４の平均変位が３．５mm、振幅変化ジグザグ
サイプ２０の施されたブロック１８の平均変位が３．０
mmであった。

【００１４】また、平押したときのブロック内部に生じ
る力を解析した結果、第３のブロック１８には、振幅変
化ジグザグサイプ２０で区画された小ブロック１８Ａを
回転させる力が発生し、この回転によりサイプ壁面同士
の接触力が強まり、変形を抑制する。

【００１５】請求項１に記載の発明は、上記事実に鑑み
てなされたものであって、複数本の交差する溝によって
区画された複数のブロックをトレッドに備え、前記ブロ
ックには一方向に間隔をおいて配置された複数本のサイ
プが形成された空気入りタイヤであって、前記サイプ
は、深さ方向に波型に形成されると共に長手方向一端側
では振幅が小、他端側では振幅が大であり、前記ブロッ
クには、前記サイプの大振幅側と小振幅側とがサイプ配
置方向に沿って交互に並ぶように前記サイプが形成され
ていることを特徴としている。

【００１６】次に、請求項１に記載の空気入りタイヤの
作用を説明する。空気入りタイヤが回転してブロックが
路面に接地すると、ブロックは圧縮変形する。

【００１７】ブロックが圧縮変形すると、波型に形成さ
れたサイプの壁面同士（山と谷）が強く接触するので、
サイプ本数を増加させた際にもブロックの曲げ剛性が維
持され、駆動時や制動時の曲げ変形が抑制される。

【００１８】さらに、本発明のように、サイプの大振幅
側と小振幅側とがサイプ配置方向に沿って交互に並ぶよ
うにサイプを形成すると、ブロック内に、小ブロックの
各々を回転させようとする力が発生し、この力がサイプ
の接触面に作用してサイプ壁面同士の接触力が強まり、
ブロックの曲げ変形をより一層抑制することできる。

【００１９】このように、サイプ本数を増加させた際の
ブロックの曲げ変形を抑制し、接地性の悪化を抑制する
ことができるので、ウエットグリップ性能、氷上制動性
能、氷上駆動性能及び耐偏摩耗性能を向上させることが
できる。

【００２０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の空気入りタイヤにおいて、前記サイプの長手方向一端
側の振幅をｄ1 、前記サイプの長手方向他端側の振幅を
ｄ2としたときに、１．２＜ｄ2 ／ｄ1 ＜４．０を満た
すことを特徴としている。

【００２１】次に請求項２に記載の空気入りタイヤの作
用を説明する。請求項２に記載の空気入りタイヤでは、
サイプの長手方向一端側の振幅をｄ1、サイプの長手方
向他端側の振幅をｄ2 としたときに、１．２＜ｄ2 ／ｄ
1 ＜４．０を満たすので、サイプによって区画された複
数の小ブロックが、回転しようとする力をブロック内に
確実に生じさせることができ、サイプ壁面の接触力を確
実に増すことができる。

【００２２】なお、ｄ2 ／ｄ1 が１．２以下になると、
小ブロックが回転しようとする力が生じず、サイプ壁面
の接触力を増すことができない。

【００２３】一方、ｄ2 ／ｄ1 が４．０以上になると、
振幅が大きくなり過ぎ、モールドからタイヤを取り出す
際に、サイプを形成するブレード（金属板）がブロック
に引っ掛かってタイヤが抜き難くなったり、ブレードが
変形する等してタイヤ製造上に問題を生じる。

【００２４】なお、サイプの波形状とは、例えば、ジグ
ザグ状（三角波状）、サインカーブ状、矩形波状等を上
げることができるが、屈曲部が繰り返されている形状で
あればこれら以外の形状であっても勿論良い。

【００２５】

【発明の実施の形態】［第１の実施形態］本発明の空気
入りタイヤの第１の実施形態を図１乃至図３にしたがっ
て説明する。

【００２６】なお、本実施形態の空気入りタイヤ１０の
内部構造は、一般的なラジアルタイヤと同様であるの
で、内部構造に付いての説明は省略する。

【００２７】図１に示すように、本実施形態の空気入り
タイヤ１０のトレッド１２は、タイヤ周方向（矢印Ｓ方
向）に沿って延びる複数本の周方向主溝１４とタイヤ幅
方向（矢印Ｌ方向及び矢印Ｒ方向）に沿って延びる複数
本のラグ溝１６とによって区画され、図２で示すような
矩形のブロック１８を複数備えている。

【００２８】図１及び図２に示すように、ブロック１８
には、タイヤ幅方向に沿って延びる振幅変化ジグザグサ
イプ２０がタイヤ周方向に一定の間隔をあけて形成され
ており、ブロック１８はこれら複数本の振幅変化ジグザ
グサイプ２０によって複数の小ブロック１８Ａに区画さ
れている。

【００２９】図２に示すように、本実施形態の振幅変化
ジグザグサイプ２０は、深さ方向（矢印Ｄ方向）にジグ
ザク形状に延びており、長手方向一端側で振幅が小、長
手方向他端側では振幅が大であり、一端側から他端側に
向けて除々に振幅が変化している。また、振幅変化ジグ
ザグサイプ２０は、大振幅側と小振幅側とがタイヤ周方
向に沿って交互に並ぶようにブロック１８に形成されて
いる。

【００３０】次に、本実施形態の作用を説明する。空気
入りタイヤ１０が回転してブロック１８が路面に接地す
ると、ブロック１８が圧縮変形し、振幅変化ジグザグサ
イプ２０の壁面同士が強く接触するので、ブロック１８
の曲げ剛性が維持され、制動時や駆動時のタイヤ周方向
の倒れ込み変形が抑制される。

【００３１】ここで、ブロック１８の剛性を部分的に見
ると、振幅変化ジグザグサイプ２０の大振幅部分が形成
されている部分の剛性と小振幅部分が形成されている部
分の剛性とを比較すると、大振幅部分が形成されている
部分の方が相対的に剛性が低い。

【００３２】このため、図３（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に、ブロック１８の踏面に矢印で示す圧縮力Ｆが作用し
たときに、大振幅部分と小振幅部分とで挟まれた部分に
は、矢印で示す方向（小振幅から大振幅側）へ倒れ込も
うとするする力ｆが生じる。

【００３３】この力ｆは、振幅変化ジグザグサイプ２０
と振幅変化ジグザグサイプ２０とで挟まれる小ブロック
１８Ａの両端に前記力ｆが発生する。

【００３４】大振幅側と小振幅側とがサイプ配置方向に
沿って交互に並ぶように振幅変化ジグザグサイプ２０が
形成されており、小ブロック１８Ａの両端に作用する前
記力ｆの向きが逆であるため、図４（Ｂ）に示すよう
に、ブロック１８内には、小ブロック１８Ａの各々を回
転させようとする力Ｔが発生し、この力が振幅変化ジグ
ザグサイプ２０の接触面に作用してサイプ壁面同士の接
触力が強まり、ブロック１８の曲げ変形をより一層抑制
する。

【００３５】このように、ブロック１８が複数の小ブロ
ック１８Ａに区分されても制動時や駆動時のタイヤ周方
向の倒れ込み変形が抑制されるので、接地性の悪化が抑
制され、従来よりもウエットグリップ性能、氷上制動性
能、氷上駆動性能及び耐偏摩耗性能を向上させることが
できる。

【００３６】ここで、小ブロック１８Ａの各々を回転さ
せようとする力Ｔを接地したブロック１８に発生させる
ためには、図５に示すように、振幅変化ジグザグサイプ
２０の長手方向一端側の振幅をｄ1 、振幅変化ジグザグ
サイプ２０の長手方向他端側の振幅をｄ2 としたとき
に、１．２＜ｄ2 ／ｄ1 ＜４．０の関係を満足させるこ
とが好ましい。

【００３７】また、図６に示すように、振幅変化ジグザ
グサイプ２０の幅ｔと振幅ｄとの関係は、１．０≦ｄ／
ｔ≦３．０とすることが好ましい。ｄ／ｔが１．０未満
では、ブロック１８に圧縮力が作用したときのサイプ壁
面同士の干渉が小さく、ブロック１８の曲変形抑制効果
が出ない。一方、ｄ／ｔが３．０を越えると、タイヤを
モールドから取り出す際に振幅変化ジグザグサイプ２０
を形成するブレードが引っ掛かり、ブロック欠け等の問
題が生じる可能性がある。 （試験例）本発明の効果を確かめるために、従来例のタ
イヤ、本発明の適用された実施例のタイヤ及び比較例の
タイヤを用意し、氷上ブレーキ性能及び耐偏摩耗性能に
ついての試験を行った。

【００３８】各タイヤ共に、タイヤサイズは１８５／７
０Ｒ１４のものを用いた。また、トレッドに設けられた
ブロックは何れもタイヤ周方向の寸法が３０mm、タイヤ
幅方向の寸法が２０mm、高さが１０mmであり、タイヤ幅
方向には５個設けられている。

【００３９】実施例のタイヤ：実施形態で説明したよう
に、大振幅側と小振幅側とがサイプ配置方向に沿って交
互に並ぶように振幅変化ジグザグサイプをブロックに形
成したタイヤである。なお、振幅変化ジグザグサイプの
振幅は、大振幅側で１．５mm、小振幅側で０．５mmであ
る。

【００４０】比較例のタイヤ：図８に示すように、振幅
一定ジグザグサイプ１０６を形成したブロック１０４を
トレッドに配列したタイヤである。なお、振幅一定ジグ
ザグサイプ１０６の振幅は１mmである。

【００４１】従来例のタイヤ：図７に示すように、スト
レートサイプ１０２を形成したブロック１００をトレッ
ドに配列したタイヤである。

【００４２】氷上ブレーキ性能は、タイヤを車両に装着
し、氷路面上を時速２０km/hで走行中に急ブレーキをか
け、かけた地点から停止した地点までの距離を測定し、
その逆数を従来例のタイヤを１００とする指数で表示し
た。

【００４３】耐偏摩耗性能は、タイヤを車両に装着し、
一般道を２万ｋｍ走行後にブロックに生じた段差寸法を
測定し、各々のタイヤの段差寸法の逆数を求め、従来例
のタイヤの段差寸法の逆数を１００として指数表示し
た。なお、数値が大きいほど耐偏摩耗性能に優れている
ことを表す。

【００４４】

【表１】

【００４５】試験の結果、実施例のタイヤは、従来例の
タイヤ及び比較例のタイヤに比較して氷上ブレーキ性能
及び耐偏摩耗性能が向上していることが分かる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
空気入りタイヤは上記の構成としたので、氷雪路面での
走行性能及び耐偏摩耗性をより一層向上できる、という
優れた効果を有する。

【００４７】また、請求項２に記載の空気入りタイヤは
上記の構成としたので、氷雪路面での走行性能及び耐偏
摩耗性を確実に向上させることができ、また、タイヤ製
造時に問題を生じることなく空気入りタイヤを効率的に
製造できる、という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る空気入りタイヤ
のトレッドの平面図である。

【図２】振幅変化ジグザグサイプの形成されたブロック
の斜視図である。

【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は圧縮力を受けたときに小ブ
ロックに発生する倒れ込もうとする力を説明するブロッ
クの側面図である。

【図４】（Ａ）はブロックの一方の側面図であり、
（Ｂ）はブロックの踏面を示す平面図であり、（Ｃ）は
ブロックの他方の側面図である。

【図５】サイプの振幅の比率を説明する説明図である。

【図６】サイプの幅と振幅とを示す説明図である。

【図７】ストレートサイプの形成されたブロックの斜視
図である。

【図８】振幅一定サイプの形成されたブロックの斜視図
である。

【図９】サイプ形状によるブロック変位の違いを説明す
るグラフである。

【符号の説明】

１０ 空気入りタイヤ １２ トレッド １４ 周方向主溝 １６ ラグ溝 １８ ブロック １８Ａ 小ブロック ２０ 振幅変化ジグザグサイプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の交差する溝によって区画された
   複数のブロックをトレッドに備え、前記ブロックには一
   方向に間隔をおいて配置された複数本のサイプが形成さ
   れた空気入りタイヤであって、 前記サイプは、深さ方向に波型に形成されると共に長手
   方向一端側では振幅が小、他端側では振幅が大であり、 前記ブロックには、前記サイプの大振幅側と小振幅側と
   がサイプ配置方向に沿って交互に並ぶように前記サイプ
   が形成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 【請求項２】 前記サイプの長手方向一端側の振幅をｄ
   1 、前記サイプの長手方向他端側の振幅をｄ2 としたと
   きに、１．２＜ｄ2 ／ｄ1 ＜４．０の関係を満たすこと
   を特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。